BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Pengembangan LPG..., I Nyoman Arya Sidi Mantra, FT UI, 2010.

10

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Teori Umum Industri Minyak dan Gas Bumi

2.1.1

Cadangan Gas Alam (Reservoir) Cadangan minyak dan gas bumi merupakan sumber daya yang tidak terbarukan (non renewable resources) yang terbuat dari fosil mahluk hidup dan terperangkap dalam gugus / lapisan batuan dengan tekanan dan temperature yang tinggi. Tidak semua lapisan batuan merupakan daerah yang memiliki kandungan minyak dan gas bumi, hanya terbatas pada lapisan tertentu dimana mempunyai sifat porosity yang baik dan merupakan lapisan yang terisolasi sempurna secara geologis (isolated layer). Gambar 2.1 merupakan ilustrasi yang menunjukkan posisi lapisan batuan yang di-indikasikan mempunyai kandungan minyak atau gas bumi :

Gambar 2.1 Contoh struktur cadangan minyak. (sumber: Van Dyke, Kate, 2006, Fundamentals of Petroleum Engineering, ,4th edition, University of Texas)

Universitas Indonesia


11

Tekanan reservoir akan menjadi parameter penentu terkait mekanisme produksi yang akan diaplikasikan, sehingga terdapat dua (2) kategori pemanfaatan reservoir yang dikenal yaitu: • Natural Dalam hal ini tekanan reservoir masih cukup tinggi sehingga fluida mampu mengalir dengan sendirinya ke permukaan. Biasanya fase ini akan dijumpai dalam periode awal pembukaan lahan. • Artificial Lift Sejalan dengan bertambahnya waktu maka tekanan reservoir akan berkurang sehingga perlu dilakukan metode tertentu untuk mengalirkan fluida ke permukaan yang biasa disebut artificial lift. Konsep dasar adalah injeksi fluida tertentu baik berupa liquid maupun gas ke dalam reservoir sehingga tekanan reservoir secara keseluruhan akan meningkat dan membuat cadangan minyak / gas dapat lebih efektif dialirkan ke permukaan. Jikalau usaha meningkatkan tekanan reservoir secara maksimal telah diberikan namun efek ke minyak / gas yang terproduksi belum optimal maka dibutuhkan pompa untk menarik liquid keluar ataupun menggunakan kompressor jika fluida yang diproduksi berupa gas.



12

Beberapa metode artificial lift yang digunakan dalam industri minyak dan gas bumi adalah: •

Injeksi ulang air terproduksi ke lapisan cadangan minyak (water injection) - gambar 2.2.

•

Injeksi gas ke lapisan cadangan minyak (gas lift) gambar 2.3.

•

Penggunaan pompa angguk (sucker rod pump) – gambar 2.4.

•

Penggunaan pompa terendam (electricalsubmersible pump) – gambar 2.5

Gambar 2.2. Metode Artificial Lift – Water Injection. (sumber: Van Dyke, Kate, 2006, Fundamentals of Petroleum Engineering, ,4th edition, University of Texas)



13

Gambar 2.3 Metode Artificial Lift – Gas Lift (CO2 sebagai gas injeksi). (sumber: Van Dyke, Kate, 2006, Fundamentals of Petroleum Engineering, ,4th edition, University of Texas)

Perbedaan antara Sucker Rod Pump dan Electrical Submersible Pump (ESP) adalah dari sisi mekanisme penggerak utama (prime mover) dimana untuk Sucker Rod Pump menggunakan gas engine sedangkan ESP menggunakan motor listrik, namun secara umum konsep keduanya adalah menggunakan prinsip dasar pompa yaitu bekerja mendistribusikan fluida (liquid) dengan tekanan dan laju alir (flow rate) tertentu.



14

Gambar 2.4 Metode Artificial Lift – Sucker Rod Pump. (sumber: Van Dyke, Kate, 2006, Fundamentals of Petroleum Engineering, ,4th edition, University of Texas)

Gambar 2.5 Metode Artificial Lift – Electrical Submersible Pump. (sumber: Van Dyke, Kate, 2006, Fundamentals of Petroleum Engineering, ,4th edition, University of Texas)



15

Proses explorasi melalui penelitian lapisan batuan (geologist) dan hasil seismic (geophysics) akan memberikan data / peta reservoir yang pada akhirnya akan memberikan informasi besarnya cadangan minyak / gas bumi pada lapisan tersebut yang akan diekstrapolasi untuk melihat sisi keekonomian dari cadangan tersebut sebagai dasar pengambilan keputusan untuk proses selanjutnya yaitu pengeboran (drilling) dan produksi (production)

2.1.2

Sumur (Well) Jika cadangan minyak / gas bumi telah ditentukan maka dilanjutkan proses berikutnya dengan pengeboran (drilling). Konsep utama pengeboran adalah membuka daerah produksi dan menutup semua lapisan yang tidak termasuk daerah produksi (seperti daerah lumpur, daerah air tanah). Gambar 2.6 menunjukkan salah satu desain konstruksi sumur.



16

Gambar 2.6. Konstruksi Well Bore. (sumber: Van Dyke, Kate, 2006, Fundamentals of Petroleum Engineering, ,4th edition, University of Texas)



17

Sedangkan konstruksi kepala sumur (well head) seperti dalam gambar 2.7 didesain sedemikian rupa untuk mampu meng-isolasi tekanan reservoir (yang umumnya mencapai nilai 3000 psig) dan menurunkan tekanan sehingga sesuai dengan kebutuhan feed dari Gas Plant (umumnya bekerja pada tekanan 1200 – 1300 psig).

Gambar 2.7. Kepala sumur (Well Head) (Sumber: Van Dyke, Kate, 2006, Fundamentals of Petroleum Engineering, ,4th edition, University of Texas)

Dari sumur (well) ini aliran fluida akan bersifat tiga (3) fase yang berupa: •

Gas (hydrocarbon base, CO2, H2S, dsb).

•

Minyak (crude oil).

•

Air terproduksi (produced water).



18

Untuk selanjutnya akan dilakukan proses pemisahan, pemurnian dan ekstraksi di stasiun pengumpul sehingga akan dihasilkan produk seperti yang telah disyaratkan dalam kontrak penjualan (marketing / gas commercial contract).

2.1.3

Stasiun Pengumpul Gas (Gas Plant) Dari sumur (well) maka produksi minyak / gas akan dilanjutkan ke stasiun pengumpul (Gas Plant) untuk dilakukan proses: •

Pemisahan (separation).

•

Pemurnian (sweetening, dehydration, hydrocarbon dew point).

•

Ekstraksi (condensate, LPG).

•

Kompresi (compression).

•

Pengiriman (shipping).

Biasanya digunakan pipa (biasa disebut flowline) untuk mengalirkan produksi dari sumur ke stasiun pengumpul

2.1.3.1 Pemisahan (Separation) Dalam hal ini proses pemisahan adalah menggunakan prinsip dasar berupa: •

Tumbukan (momentum)

•

Perbedaan berat jenis.

•

Waktu pemisahan (settling time)



19

Gambar 2.8. Konstruksi Inlet Separator (Sumber: John M Campbell , Gas Conditioning and Processing, Volume 2 – The Equipment Modules, 8th Edition, 2001, John M Campbell Company)

Berdasarkan dari konstruksi tersebut (gambar 2.8) maka akan dihasilkan tiga (3) produksi yaitu: •

Fase Gas.

•

Fase minyak atau kondensat (crude oil atau condensate).

•

Fase air terproduksi (produced water).

Separation merupakan fase awal dari proses pemurnian gas secara keseluruhan, dari ketiga produk tersebut maka hanya fase gas dan fase kondensat yang akan melalui proses selanjutnya sampai dengan memenuhi kriteria spesifikasi market sedangkan produced water akan di-injeksikan ulang ke reservoir sebagai titik buangan.



20

2.1.3.2 Pemurnian (Sweetening, Dehydration dan Hydrocarbon Dew Point Control) Kategori pemurnian dalam industri gas tergantung kepada kontrak penjualan yang disepakati antara penghasil gas dan konsumennya. Adapun spesifikasi teknis gas yang tertera di kontrak penjualan yang diaplikasikan kepada penulisan ini adalah: •

CO2

: maksimum 5%

•

H2S

: maksimum 8 ppm.

•

H2O

: maksimum 15 lb/mmscf

•

HCDP

: maksimum 55 F.

•

Heating Value : 1.000 - 1.250 bbtu/mmscf

Spesifikasi diatas memuat dasar kebutuhan gas yang dialokasikan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Gas Alam (PLTG) di berbagai daerah baik domestik maupun regional. Berdasarkan spesifikasi tersebut maka Gas Plant akan di-desain sedemikian hingga mampu memberikan mengolah feed gas dari sumur sehingga menghasilkan produk yang di-inginkan. Berbagai jenis metode sebenarnya tersedia di pasar internasional namun dalam pembahasan ini hanya dibatasi kepada metode umum seperti: •

Sweetening

: Teknologi amine

•

Dehydration

: Teknologi glycol

•

Dew Point Control

: Refrigerasi propane

•

Heating Value

: Merupakan integrated dengan Dew

Point Control.



21

AMINE SYSTEM Konsep dasar amine adalah sebagai berikut ini: •

Kontak langsung antara amine (liquid, chemical) dengan feed gas.

•

Berfungsi untuk menyerap CO2 dan H2S, namun pada kenyataannya akan terserap juga komponen hidrokarbon sehingga menghasilkan fenomena foaming yang tidak diinginkan.

•

Mampu untuk diregenerasi ulang dengan aplikasi panas berdasarkan perbedaan titik uap untuk memisahkan komponen H2S dan CO2.

•

Pemisahan Hidrokarbon yang terserap melalui mekanisme perbedaan tekanan secara tiba-tiba sehingga komponen hidrokarbon akan menguap (flashing).

•

Dikarenakan amine mampu untuk di-regenerasi maka siklus proses amine berupa siklus tertutup.

Konsep regenerasi amine dalam bentuk Process Flow Diagram (PFD) terdapat di gambar 2.9.



22

Gas to Export P: 1200 Psig Gas In

“Contactor” P: 0 Psig T: 1800 F “Flash Drum”

P: 150 Psig P: 15 Psig T: 280 F

“Thermal Oxidizer”

“Regenerator”

“Reboiler”

“Charge Pump”

Gambar 2.9. PFD (Process Flow Diagram) Amine Unit (Sumber: As Built PFD, KPS A – Field X, 2007)

GLYCOL SYSTEM Konsep dasar glycol adalah sebagai berikut ini: •

Kontak langsung antara glycol (liquid, chemical) dengan feed gas.

•

Berfungsi untuk menyerap H2O yang terkandung dalam gas, namun pada kenyataannya juga akan terserap juga sedikit komponen hidrokarbon.

•

Mampu untuk diregenerasi ulang dengan aplikasi panas berdasarkan perbedaan titik uap untuk memisahkan komponen H2O.



23

•

Pemisahan Hidrokarbon yang terserap melalui mekanisme perbedaan tekanan secara tiba-tiba sehingga komponen hidrokarbon akan menguap (flashing).

•

DIkarenakan glycol mampu untuk di-regenerasi maka siklus proses glycol berupa siklus tertutup.

Konsep regenerasi glycol dalam bentuk Process Flow Diagram (PFD) terdapat di gambar 2.10

Gambar 2.10. PFD (Process Flow Diagram) Glycol Unit (Sumber: John M Campbell , Gas Conditioning and Processing, Volume 2 – The Equipment Modules, 8th Edition, 2001, John M Campbell Company)



24

HYDROCARBON DEW POINT (HCDP) Konsep dasar Hycrocarbon Dew Point Control (HCDP) adalah sebagai berikut ini: •

Merupakan

fungsi

dari

temperatur

pendinginan

untuk

menjatuhkan komponen fraksi berat (C3++) sehingga berubah menjadi fasa liquid sedangkan yang komponen C1 dan C2 tetap dalam fasa gas dan akan dijual sebagai final product. •

Temperatur yang akan diaplikasikan juga merupakan fungsi dari tekanan, sebagai contoh dengan P: 950 psig maka T: -10F akan mengubah komponen C3++ menjadi liquid (Chart Mollier).

•

Metode pendinginan yang biasa digunakan adalah: a. Heat Exchanger antara gas panas dengan gas dingin (GasGas Exchanger). b. Aplikasi liquid propane sebagai media pendingin. c. JT Effect dengan konsep memberikan pressure drop secara tiba-tiba sehingga terbentuklah efek ekspansi yang akan menurunkan temperatur.



25

Gambar 2.11. Plate Exchanger (a) dan Shell-Tube Exchanger (b). (Sumber: John M Campbell , Gas Conditioning and Processing, Volume 2 – The Equipment Modules, 8th Edition, 2001, John M Campbell Company)

2.1.4

Sistem Penunjang (Utility) Untuk menunjang secara keseluruhan sistem produksi maka dibutuhkan unit-unit yang bersifat penunjang umum namun dalam kenyataanya unitunit inilah yang menjadi titik perhatian karena kontribusinya yang sangat vital. Unit-unit tersebut adalah: •

Pembangkit Listrik (Power Plant). Pada umumnya semua Pompa, Compressor dan Aerial Cooler menggunakan mekanisme motor listrik sebagai tenaga penggerak listrik sehingga kebutuhan listrik menjadi penentu stabilitas dari plant secara umum. GTG (Gas Turbine Generator) dengan bahan bakar gas (fuel gas) adalah yang umum digunakan daripada bahan bakar diesel dikarenakan dengan pemanfaatan gas buang secara optimum sebagai bahan bakar maka dapat mengurangi biaya produksi



26

•

Air (fresh water). Air dalam hal ini digunakan untuk : a. Memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. b. Komponen feed make-up untuk mencapai kesetimbangan ratio konsentrasi amine chemicals didalam sistem.

•

Instrument Air. Semua control sistem didalam Gas Plant menggunakan mekanisme pneumatic dan hydraulic. Oleh karena itu jika terjadi kegagalan di air instrument unit maka semua sistem control didalam plant tidak akan berfungsi dan menyebabkan kegagalan total dalam sistem produksi secara keseluruhan

•

Produced Water treatment Air yang terproduksi dari sumur akan dipisahkan di Separation unit untuk selanjutnya akan di-injeksikan kembali ke reservoir tertentu sesuai dengan AMDAL yang disetujui. Selain masalah lingkungan hidup maka pengaturan komposisi air buangan ini juga harus merujuk kemampuan reservoir untuk menerima beban baik tekanan, laju alir dan komponen pengotor seperti hydrocarbon yang terbawa. Jika hidrokarbon yang terbawa banyak maka akan terbentuk emulsi di poripori sumur sehingga akan menyebabkan kegagalan formasi yang disebut plugging.



27

•

Flare dan Close Hydrocarbon Drain (CHD) Dalam sistem Process Safety Device, maka keberadaan flare dan CHD sangat dibutuhkan baik dari sisi normal operasi maupun keadaan yang bersifat emergency. ESD (Emergency Shutdown) yang memicu pressure blowdown, total liquid drain dan evakuasi personel akan dibuang semuanya ke arah Flare dan CHD. Sedangkan normal operasi terutama untuk mempertahankan tekanan sistem maka beberapa Control Valve baik PV (Pressure Valve) dan LV (Level Valve) akan bekerja dengan membuang kelebihan pressure ke sistem flare dan CHD

•

Heat Medium Unit Berbagai fungsi pemanasan dalam proses pemurnian gas, kondensat, amine dan glycol pada umumnya menggunakan fluid pemanas dalam hal ini bisa berupa steam (hot steam) ataupun liquid (heat medium). Dalam hal ini tingkat purity (scalling tendency, corrosive agent, turbidity dan TDS) dari feed water merupakan parameter utama untuk mencegah terjadinya penggumpalan (plugging) didalam Tube Heat Exchanger sehingga proses pertukaran oanas menjadi kurang efektif

2.1.5

Sistem Stabilisasi Kondensat (Condensate Stabilization) Kondensat (condensate) adalah komponen fraksi berat C5++ berupa liquid dan dapat dijual sebagai hasil produksi sampingan. Secara umum kondensat akan terbentuk dalam unit Separasi dan hasil pendinginan di HCDP unit namun masih berupa kondensat yang tidak stabil (unstable condensate) dkarenakan masih adanya komponen fraksi ringan (C1, C2, C3 dan C4) dalam liquid yang terbentuk sehingga rentan untuk berubah fase menjadi uap.



28

Dari penjelasan diatas maka konsep dasar Condensate Stabilization yang digambarkan di PFD gambar 2.12 adalah berfungsi untuk membuang fraksi ringan dari liquid condensate yang terbentuk dengan cara aplikasi panas dengan basis perbedaan titik didih (boiling point).

HP Fuel Gas

Separator

LP Fuel Gas

HCDP

Feed Drum

Produced Water Disposal

Condensate Stabilizer

Hot Steam Reboiler

Shipping Pump

COOLER

TANK

Gambar 2.12. Condensate Stabilization Unit. (Sumber: As Built P&ID, KPS A – Field X, 2007)



29

2.2

Fasilitas Produksi Yang Ada. Menilik kembali kepada fasilitas produksi yang telah ada maka pengembangan fasilitas baru ini akan menggunakan prinsip / konsep operasi yang sama. Hal ini untuk memudahkan perawatan (maintainability dan operability) dikarenakan dengan sistem yang serupa maka kebutuhan spare parts juga akan mirip dan personel lapangan juga telah familiar sehingga resiko kegagalan tidak terencana (unplanned shutdown) dapat diminimalkan. Dalam sub bab sebelumnya telah dibahas tentang komponen produksi secara umum baik dari sumur, proses gas maupun proses kondensat. Hal-hal tersebut diatas akan dikombinasikan menjadi fasilitas produksi yang utuh termasuk mekanisme distribusi pipeline ke konsumen (buyer).

2.2.1

Konsep Operasi Komposisi gas dari sumur telah di-identifikasi sebagai berikut ini: Tabel 2.1. Komposisi Gas dari Sumur Komponen

Fraksi Mol (%)

H2S

0.0000127

CO2

0.0520

N2

0.0010

C1

0.8447

C2

0.0341

C3

0.0097

i-C4

0.0029

n-C4

0.0029

i-C5

0.0018

n-C5

0.0012



30

C6

0.0019

C7+

0.0084

H2O

0.0395

Total

1.0000

(Sumber: As Built P&ID, KPS A – Field G, 2007)

Dengan cadangan terbukti (proven reserve) yang telah disertifikasi oleh LEMIGAS sebesar 1.1 TCF, dimana dengan target produksi 150 mmscfd maka durasi operasi dari Gas Plant ini didesain untuk 20 tahun. Dari sisi kondensat yang mampu diproduksi maka berdasarkan konfigurasi sistem yang telah ada maka diperoleh GCR (Gas Condensate Ratio): 14.0 bbl/mmscf atau jika produksi gas 150 mmscfd akan diperoleh kondensat 2,100 bpd. Namun dengan menilik kepada potensi kandungan C3 dan C4 yang

ada

maka

akan

dikembangkan

tambahan

fasilitas

untuk

memaksimalkan pendapatan (revenue) dengan memproduksi LPG dengan tetap berbasis evaluasi ke-ekonomian.

2.2.2

Jaringan Pipa Transmisi Evaluasi ke-ekonomian dan konsep operasi juga dilakukan dengan kajian secara menyeluruh terhadap jaringan pipa transmisi yang telah ada. Hal ini disebabkan biaya konstruksi pipa cukup besar sehingga jika bisa dilakukan langkah terintegrasi dengan KPS lain dalam wilayah yang sama dan mempunyai karakteristik fluida yang sama opsi ini secara ekonomis akan mampu memberikan kontribusi pengurangan biaya konstruksi. Hubungan pipa transmisi antar KPS dalam koridor ini digambarkan di gambar 2.13. Dilain pihak BPMIGAS sebagai regulator industri Minyak dan Gas di Indonesia akan cenderung untuk mensinergikan semua fasilitas yang



31

ada sehingga beban negara dari sisi pembiayaan awal proyek dapat diminimalkan

Gas: 300 mmscfd, Condensate: 1,000 bpd Durasi Kontrak : 20 tahun Kontrak Berakhir: 2020

Tie in point Gas Line Condensate Line

KPS A (Field “G”) Konsumen 01 (Domestik, 700 km) KPS A (Field “S”)

26 inch

Konsumen 02 (Domestik, 1200 km)

Gas: 750 mmscfd, Condensate: 11,000 bpd Durasi Kontrak : 20 tahun Kontrak Berakhir : 2020

Konsumen 03 (Eksport, 900 km)

12 inch

Konsumen 04 (Domestik, 300 km)

KPS B (Field X) Gas: 150 mmscfd, Condensate: 2,100 bpd Durasi Kontrak: 20 tahun Kontrak Berakhir : 2030

Gambar 2.13. Jaringan Pipa Transmisi. (Sumber: As Built PFD, KPS A – Field G, 2007)

Secara kontraktual maka dapat dilihat bahwa KPS A akan berakhir kontraknya pada periode 2020 sedangkan KPS B masih baru mulai produksi, dengan menilik kepada kapasitas pipa yang ada serta telah adanya indikasi penurunan tekanan reservoir gas di KPS A sedangkan konsumen tetap membutuhkan suplai gas yang kontinu maka keberadaan KPS B akan sangat membantu untuk menutup defisit kebutuhan gas yang ada termasuk didalamnya efisiensi penggunaan fasilitas jaringan pipa dan konsumen yang ada.



32

2.2.3

Process Flow Diagram (PFD) Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa konsep pengembangan adalah serupa dengan fasilitas yang ada (gambar 2.14) namun dengan kajian tambahan berupa penambahan fasilitas LPG. Sales Gas Compressor

Sumur-1 (50 mmscfd)

Gas Gas Exchanger

K Sumur-2 (50 mmscfd)

Sumur-3 (50 mmscfd)

Chiler

Cooler

Propane System

JT Valve

Separator

LTS Sumur-4 (50 mmscfd)

Water Injection

Amine Regeneration


Glycol Regeneration

Sales Condensate

Gambar 2.14. Blok Diagram Gas Plant. (Sumber: As Built PFD, KPS A – Field X, 2007)



33

Sedangkan PFD untuk mekanisme proses lainnya sama dengan yang telah dijelaskan sebelumnya: •

Gambar 2.9

•

Gambar 2.10 : Glycol Unit

•

Gambar 2.12 : Condensate Stabilization Unit.

: Amine Unit

Parameter operasi yang terkait adalah: a. Sumur dan Flowline •

Kapasitas total

•

P dan T reservoir : 3000 psig, 250 F

: 200 mmscfd

b. Separator •

Tipe

: 3 fase.

•

Internal part

:

deflector,

mist

extractor,

vortex

breaker, cladding. •

P dan T operasi

: 1250 Psig, 115 F

c. Amine Contactor •

Tipe

: Kontak langsung.

•

Internal part

: Liquid distributor, structured packing,

stainless steel. •

P dan T operasi

: 1250 Psig, 145F

•

Laju alir amine

: 500 gpm.



34

d. Gas Gas Exchanger •

Tipe

: Plate Heat Exchanger.

•

P dan T operasi

: 1250 Psig, 70F (outlet)

•

Laju alir glycol

: 5 gpm.

e. Gas Chiller •

Tipe

: Shell & Tube Heat Exchanger.

•

P dan T operasi

: 1250 Psig, 0F (outlet)

•

Laju alir glycol

: 5 gpm.

f. JT Valve •

Tipe

: Expansion valve (isentropic).

•

P dan T operasi

: 950 Psig, -10F (outlet)

g. Low Temperature Separator (LTS) •

Tipe

: 3 fase (gas, kondensat, glycol)

•

P dan T operasi

: 950 Psig, -10F.

h. Sales Gas Compressor •

Tipe

: Kompresor sentrifugal

•

P dan T operasi

: P : dari 950 ke 1250 psig, T : 120 F.



35

2.3

Konsep Teknologi Ekstraksi LPG

2.3.1

Turbo Expander Secara sederhana dapat dilistrasikan dalam gambar 2.15 berikut ini: DRY GAS

Flash Drum

Cooler LPG

Interstage Cooler

Destillation Column

Compressor

Cooler CONDENSATE

Expander Reboiler WET GAS

Gambar 2.15. Schematic Diagram untuk Turbo Expander. (Sumber: Dr. Duncan Seddon, Gas Usage and Value, PennWell Corp, 1st Edition, 2006)

Konsep operasi dasar: a. Feed gas berupa gas basah (wet gas) dikompresi sampai dengan 1500 psig. b. Panas dari proses kompresi ini dihilangkan dengan menggunakan Interstage Cooler. c. Gas selanjutnya menuju ke Expander dan terjadi proses transfer energi dari energi panas dan potesial tekanan menjadi energi gerak sumbu / poros expander sehingga temperatur gas menurun sampai dengan titik liquefaction LPG. d. Di Flash Drum akan terseparasi antara dry gas (C1, C2) dengan komponen lainnya yang telah berubah menjadi fase liquid. e. Destilation column dengan aplikasi panas dari reboiler akan memisahkan LPG dan kondensat. Dalam hal ini fraksi yang lebih



36

ringan (C3, C4) akan menjadi fase gas sedangkan yang lainnya akan tetap menjadi liquid yaitu kondensat.

Langkah untuk menaikkan kinerja turbo expander untuk recovery LPG adalah aplikasi Cold Box (Plate Heat Exchanger) sebagai langkah pendinginan awal dengan memanfaatkan gas eksport yang telah dingin sebelum masuk kompresor seperti pada gambar 2.16 berikut ini.

SALES GAS

Compressor

Destillation Column (de-ethanizer)

Expander

(gas)

Cooler Gas / Gas Exchanger

Gas / Gas Exchanger

WET GAS

Reboiler

(gas) (gas)

Flash Drum

Flash Drum (Liquid) (Liquid)

Gambar 2.16. Schematic Diagram untuk Turbo Expander dengan Pre Cooling (Cold Box). (Sumber: Dr. Duncan Seddon, Gas Usage and Value, PennWell Corp, 1st Edition, 2006)

2.3.2

Refrigeration Adsorbtion Metode ini menggunakan konsep adsorbsi dengan menggunakan solvent (pelarut) tertentu, dengan menurunkan temperatur maka adsorbsi oleh solvent akan meningkat sehingga efisiensi plant secara keseluruhan


LPG + CONDENSATE


37

akan turut meningkat. Jenis solvent yang digunakan adalah hydrocarbon solvent dengan temperature kerja -25C, kondisi ini mengharuskan dilakukannya pre-treatment terhadap gas feed berupa dehydration (H2O removal) dan sweetening (CO2 removal). Konsep operasi dasar (gambar 2.17): a. Feed gas didinginkan sampai dengan P: 100 atm, T: -35C dan masuk ke kolom adsorber dari bawah (bottom side), sedangkan adsorber masuk dari bagian atas (top side). Fraksi berat akan teradsorbsi oleh solvent ini sedangkan fraksi ringan akan keluar dari bagian atas kolom. b. ROD column (Rich Oil De-Ethanizer) akan memisahkan komponen C1 dan C2 dari solvent dengan aplikasi panas dalam sistem (P: 50 atm, T: 60C). C1 dan C2 akan dikembalikan ke sales gas sedangkan solvent beserta fraksi berat (C3, C4) akan dipisahkan dalam kolom ROF. c. Kolom ROF (Rich Oil Fractionator) akan mendidihkan solvent (P: 10 atm, T: 200C) sehingga komponen C3 dan C4 terlepas menghasilkan produk LPG sedangkan solvent telah ter-regenerasi menjadi lean oil dan siap untuk digunakan kembali.



38

(C1 + C2)

PRODUCT (C3, C4) SALES GAS

(P: 50 atm, 60C)

Lean Oil

(P: 10 atm, 200C)

(P: 100 atm, -35C) Rich Oil

Rich Oil

WET GAS Lean Rich Oil Exchanger

Lean Rich Oil Exchanger

ROF Condensate

ROD

Charge Pump

Gambar 2.17. Schematic Diagram untuk Refrigerated Adsorbtion. (Sumber: Dr. Duncan Seddon, Gas Usage and Value, PennWell Corp, 1st Edition, 2006)

2.3.3

Condensate Extraction Sub bab sebelumnya membahas tentang adanya metode ekstraksi LPG berupa Turbo Expander dan Refrigerated Adsorbtion, namun ada metode ektraksi yang dapat digunakan dengan fungsi ter-integrasi dengan fasilitas condensate stabilization unit yang biasa disebut sebagai De-Propanizer unit (gambar 2.18).



39

HP Fuel Gas

LP Fuel Gas Cooler

LPG Offspecs Blowdown

Separator Depropanizer Drum Depropanizer

HCDP

Sales LPG

Feed Drum

Produced Water Disposal


Feed Pump

Hot Steam Reboiler

Shipping Pump

COOLER TANK

Gambar 2.18. Depropanizer Unit. (Sumber: As Built PFD, KPS A – Field X, 2007)

Konsep operasi dasar: a. Tentukan posisi tray dalam Condensate Stabilizer yang masih berupa liquid namun komposisi C1 dan C2 sudah terlepas menjadi fase gas. Simulasi dengan menggunakan software dapat membantu estimasi posisi tray dengan komposisi seperti ini (misalkan: tray ke 7 dari total 18 tray). b. Feed Pump akan memompa liquid ini ke Depropanizer unit untuk selanjutnya dilakukan pemanasan. Fraksi berat akan dikembalikan ke Condensate Stabilizer sedangkan fraksi ringan akan masuk ke Cooler untuk selanjutnya dipompakan ke tanki penerima.



40

Jika ternyata komposisi LPG tidak memenuhi syarat (misalkan C3 dan C4 content 99%) maka tersedia fasilitas blowdown ke Flare system.

2.4

Konsep Penjualan (Marketing)

2.4.1

Penjualan Gas Alam Secara umum parameter teknis yang biasanya terdapat dalam kontrak penjualan gas alam adalah: 1. Maksimum, minimum dan angka nominal tekanan pengiriman (delivery pressure). 2. Nilai maksimum water content. 3. Nilai maksimum condensable hyidrocarbon content. 4. Nilai minimum dan maksimum temperatur pengiriman. 5. Nilai maksimum dari unsure pengotor (CO2, H2S, dsb). 6. Nilai minimum dan maksimum Wobbe Index 7. Nilai maksimum padatan yang terkirim (solid concentration).

Sedangkan parameter ke-ekonomian yang juga berkontribusi penting adalah : 1. Kuantitas penjualan. Terdapat beberapa istilah perjanjian yang diterapkan dalam menentukan kuantitas penjualan sebagai berikut ini: • Annual Contract Quantity (ACQ). Merupakan nilai penjualan dalam periode tahunan, dan biasanya akan bergerak mengikuti level ketersediaan cadangan. • Daily Contract Quantitiy (DCQ). • Maximum Daily Quantity (MDQ). Nilai maksimum yang dapat diberikan ke buyer jika seller masih mempunyai kapasitas produksi berlebih. • Minimum Annual Quantity (MAQ).



41

Merupakan nilai minimum yang harud diambil oleh buyer, jika ternyata kurang dari angka ini maka akan diberlakukan pasal take or pay. 2. Titik penjualan. Dalam setiap kontrak akan disebutkan secara spesifik apakah titik penjualan ada di seller plant exit atau sampai dengan titik konsumen, dalam hal ini artinya pihak seller bertanggungjawab untuk menyediakan sarana transportasi hingga titik konsuman entry gate. Biasanya nilai nominal tekanan yang dibutuhkan oleh konsumen adalah: • P: 1000 - 1250 psig untuk sistem distribusi pipa. • P: 500 - 600 psig untuk titik inlet pembakaran Gas Turbine. 3. Prioritas Penjualan. Klausul ini akan berlaku jika terdapat beberapa konsumen yang disupplai oleh single supplier, sehingga dalam hal ini komtrak harus disebutkan secara jelas bahwa terdapat prioritas penjualan. Prioritas ini sendiri merupakan kesepakatan dengan pemerintah karena bukan hanya terfokus pada nilai revenue hasil penjualan namun efek politik dan kepentingan publik juga menjadi pertimbangan.

2.4.2

Penjualan Kondensat Parameter yang biasanya digunakan dalam menentukan kualitas kondensat adalah RVP (10-12 psia), water content dan API. Secara fungsional kondensat bersifat stabil pada tekanan atmospheric dan suhu sesuai dengan ambient temperature sehingga tidak diperlukan spesifikasi khusus tentang pegaturan mode transportasinya. Mekanisme pipanisasi dan penggunaan pompa biasanya dilakukan untuk transportasi kondensat ini.



42

2.4.3

Penjualan LPG LPG dalam hal ini merupakan campuran komponen C3 dan C4. Parameter yang biasa digunakan dalam menentukan kontrak penjualan LPG adalah: •

Purity

: 95%

•

Vapor Pressure

: maksimum 210 psig pada T: 100 F.

•

Impurities

: Sulfur, dryness, corrosiveness.

2.5

Teori Ke-ekonomian

2.5.1

Biaya Produksi Dalam evaluasi biaya maka akan terbagi menjadi biaya pokok produksi dan biaya tambahan. Adapun biaya pokok produksi adalah: •

Raw material berupa feed gas.

•

Consumable material (jika ada bahan kimia yang digunakan).

•

Tenaga Kerja (labor).

•

Perawatan (maintenance).

•

Supporting (Engineering, Marketing, HR, dsb).

•

Biaya konstruksi awal.

Sedangkan biaya pajak dan subsidi dari pemerintah, diabaikan dalam pembahasan ini sehinga akan diperoleh hasil yang obyektif

2.5.2

Net Present Value (NPV) Analisa antara metode konvensional treatment kondensat dengan LPG diabaikan atau dengan penambahan fasilitas LPG baru maka secara garis besar hal inilah yang akan menjadi dasar perbandingan. Tentunya fasilitas dalam hal ini tidak hanya terfokus di dalam plant saja namun juga semua fasilitas penunjang di luar plant seperti:



43

•

Pembebasan lahan untuk jalur trucking atau pipa sampai dengan receiving point.

•

Biaya konstruksi untuk pipa maupun kontraktual mekanisme

trucking. •

Peningkatan kualitas jalan raya.

Semua biaya yang disebutkan dalam sub bab 2.5.1 akan dikonversi dengan metode sebagai berikut ini: •

Konversi semua biaya menjadi biaya per hari (US$ per day)

•

Produksi akan dikonversikan dalam satuan hari (bbl/day)

•

Total cost adalah biaya produksi per satuan volume (US$ per bbl).

Nilai NPV akan dihitung dengan membandingkan semua pengeluaran (expense) maupun pendapatan (income) selama periode 20 tahun dalam konteks PRESENT VALUE (PV). Jika ternyata POSITIF maka proyek ini secara ekonomis memungkinkan untuk dilanjutkan sedangkan sebaliknya jika NEGATIF maka proyek ini akan tidak ekonomis untuk dilanjutkan. Terdapat berbagai kondisi untuk mencari nilai Present Value (PV) tergantung keterkaitan dengan komponen time value of money lainnya seperti F (Future), A (Annual) dan G (Gradient). Persamaan yang berkaitan adalah sebagai berikut ini: (Sumber: Engineering Economics, Blank Tarquin, Mc Graw Hill 5th Edition, 2002)

•

PV dari nilai Future Value (F): P = F ( P / F , i, n)

(2.1)

⎡ 1 ⎤ P = F⎢ n ⎥ ⎣ (1 + i ) ⎦

(2.2)



44

•

PV dari nilai Annual Value (A): P = A( P / A, i, n)

(2.3)

(1 + i )n − 1 i (1 + 1)n

(2.4)

P=A

•

PV dari nilai Gradient Value (G):

P = G ( P / G , i, n)

(2.5)

n ( 1 + i ) − (in ) − 1 P=G i 2 (1 + 1)n

(2.6)

Keterangan : P : Present Value F : Future Value A : Annual Value G : Gradient Value i

: bunga (interest - %)

n : durasi (contoh : tahun)

Metode perthitungan dengan menggunakan konsep tabulasi yang telah tersedia akan sangat membantu untuk mempercepat perhitungan : (Sumber: Book Engineering Economics, Blank Tarquin, Mc Graw Hill 5th Edition, 2002, - Appendix – Compound Interest Factor Tables)

•

kisaran n

: 0 ~ 480

•

kisaran i

: 0.25% ~ 50%.



45

2.5.3

Internal Rate of Return (IRR)

Dalam penenutuan nilai ekonomis suatu proyek maka istilah IRR (internal rate of return) dan MARR (minimum attractive rate of return) menjadi salah satu point evaluasi penting. Hal ini mengingat adanya kerkaitan antara IRR, MARR dan suku bunga yang berlaku di pasaran (i). Secara umum IRR atau ROR dapat dituliskan dalam persamaan :

ROR(%) =

Interest Accrued perTimeUnit x100% Original Amount

(2.7)

Sedangkan MARR dalam hal ini adalah suatu konsep interest (bunga) yang telah ditentukan berdasarkan kebijakan suatu perusahaan dimana nilainya pasti lebih besar dari suku bunga pinjaman bank ditambahkan beberapa tambahan nilai sehingga cukup aman dalam menentukan evaluasi fiskal. Contoh nilai tambahan yang harus ditambahkan dari MARR untuk menentukan ROR adalah inflasi, asuransi, dsb

2.5.4

Pay Out Time (POT)

Istilah POT (Pay Out Time) adalah untuk menentukan periode waktu yang dibutuhkan sehingga capital cost yang dikelarkan di awal proyek dapat dikembalikan. Secara matematis pengertian ini dapat dituliskan sebagai berikut ini: t =n

0 = − P + ∑ NCF ( P / F , i, t )

(2.9)

t =1

Keterangan: NCF

: Net Cash Flow

Persamaan diatas dapat diartikan tidak hanya berlaku untuk kasus Future Value (F) saja namun jika ada komponen Annual (A) dan Gradient (G) maka harus juga diperhitungkan sehingga nilai total Present Value (PV) menjadi NOL.



46

2.5.4

Evaluasi Sensitivitas

Hal terpenting dalan evaluasi sensitifitas adalah: •

Harga besi (steel) di pasar dunia.

•

Harga jual LPG di pasaran dunia.

•

Tingkat suku bunga (interest).

Dengan adanya evaluasi sensitivitas maka dapat segera diputuskan bahwa suatu proyek akan mempunyai batasan tertentu sehingga tetap dalam koridor yang menguntungkan dari sisi evaluasi biaya.


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents